轧琨机构设计.docVIP

一、设计题目 设计一初轧机的轧辊机构 图所示轧机是由送料辊送进铸坯，由工作辊将铸坯轧制成一定尺寸的方形、矩形或圆形截面坯料的初轧轧机。它在水平面内和铅垂面内各布置一对轧辊(图中只画了铅垂面内的一对轧辊)。两对轧辊交替轧制。轧机中工作辊中心应沿轨迹运动，以适应轧制工作的需要。坯料的截面形状由轧辊的形状来保证。 轧辊工作根据轧制工艺，并考虑减轻设备的载对轧辊中心点的轨迹可提出如下基本要求： (1)在金属变形区末段，应是与轧制中心线平行的直线段，在此直线段内轧辊对轧件进行平整，以消除轧件表面因周期间歇轧制引起的波纹。因此，希望该平整段尽可能长些。 (2)轧制是在铅垂面和水平面内交替进行的，当一个面内的一对轧辊在轧制另一面内的轧辊正处于空回行程中。从实际结构上考虑，轧辊的轴向尺寸总大于轧制品截面的宽度，所以，要防止两对轧辊在交错而过时发生碰撞。为此，轧辊中心轨迹曲线mm除要有适当的形状外，还应有足够的开口度，使轧辊在空行程中能让出足够的空间，保证与轧制行程中的轧辊不发“拦路”相撞的情况。 (3)在轧制过程中，轧件要受到向后的推力，为推力尽量小些，以减轻送料辊的载故要求轧辊与轧件开始接触时的入角γ尽量小些。γ约取25o左右，坯料单边最大压下约50，从咬到平整段结束的长度约270mm。(4)为调整造误差引起的执迹变化或更换轧辊后要求开口度有稍许变化，所选机构应能便于调节轧辊心的轨迹。 (5)要求在一个轧制周期中，轧辊的轧制时间尽可能长些。 三、机构方案讨论 能实现给定平面轨迹要求的机构可以有连杆机构、凸轮机构、凸轮—连杆机构、齿轮—连杆机构等。下面列举其中的几个方案，如 1、铰链机构() 利用铰链四机构BCD连杆上某一点，可近似实现要求的轨迹。 2双凸轮机构(图) 双滑块构件3上点的运动分别由凸轮1和5来控制。般来点可精确实现给定的轨迹。 3、铰五杆机构(图) 出于铰链五杆机构是两自由度机构所以可精确实现要求的任意构件尺寸可很大范围内任选，但需要给两个主动件，如取连架扦为主动它们的转角与所要实现的轨迹mm有即与，有关。通要精确实现该两主动件间的运动关系是比较麻烦的，如无必要，可用近似方法实现。联系两主动件间运动关系的机构常用齿轮机构、凸轮机构、连杆机构等。 4凸轮—连杆机构(图) 利用凸轮—连杆机构一般可以精确实现要求的轨迹。5、齿轮—五连杆机构(图) 利用构件上的点M可近似实现要求的轨迹，且调节与两构件间的相对位置即可调节点的轨迹调节较方便。 图3双凸轮机构 图4铰链五杆机构 图5 凸轮连杆机构 图6 齿轮连杆机构 四、设计步骤 1、选择方案 可根据机器的工作要求，从以下几点出发来考虑： 能否实现给定的轨迹。 能否按要求布置在机器中，结构上是否便于实现。 由于本机器中机构的受力较大，应考虑到工作寿命要求。 轨迹和开口度的调节是否可能和方便。 下面以齿轮—五杆机构为例，介绍设计步骤。 2、按工艺要求确定理想的轨迹通常可先按轧制最常用规格的钢材来确定该轨迹以此进行机构综合，然后调节、间相对位置，再画出点的轨迹，以检验是否能满足不同轧制艺的要求(如轨迹、咬角γ、平整段长度等)。由于该机构只能近似实现给定的轨迹，或只能精确实现轨迹上若干点，所以根据工艺要重点考虑水平平整段和咬角在轨迹上取五个点，其坐标如下(单位为米)(图)： M1：(0.15306，0.60113) M2：(-O.04l40，0.63996) M3：(0.06187，0.65492) M4：(0.10243，0.65575) M5：(0.1229lP 0.65497) 图7 轧辊机构参数 3、确定、的长度及可先用图解法按给定轨迹大致选择和的长度。要使能达到轨迹上的任何一点，B能作360o转动，则到轨迹的最大应为，最小距离。再根据选定的、BM长度算出点在时对应的连架杆B的转角；或者按选定与该五点所对应的连架杆B的转角，如，，，， (要注意B是作匀速转动)。取定齿轮、(图)间的传动比，可考虑取，即使两曲柄B、D作同向且角速度相等的转动。利用导向两组综合(设计)方法(详见附录五)求得机构参数、、、。 其中为度量曲柄转角的起始线与轴的夹角，逆时针向度为正。 4．选定点后求和的长度和位置 取定和，如取＝，＝515o，由导向两组连上的点的坐标求出所对应的点的坐标。因为 式中，、分别为、与x轴的夹角 所以： 由点和 (因为，且构件与D同向转动，所以)，，同样利用导向两杆组综合法求得参数其中为度量构件转角的起始Ⅱ与x 轴的夹角。 5．确定齿轮尺寸